CN105073075B - 具有顶端腔的耳塞和制造所述耳塞的方法 - Google Patents

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Abstract

本文描述了在消音主体中具有顶端腔的听力保护装置例如推动配合式耳塞及制造所述听力保护装置的方法。

Description

具有顶端腔的耳塞和制造所述耳塞的方法
本发明描述在消音主体中具有顶端腔的听力保护装置(例如，推动配合式耳塞)和制造所述听力保护装置的方法。
使用听力保护装置和消音装置为人们所熟知，并且已考虑到各种类型的装置。此类装置包括部分地或完全地由泡沫或橡胶材料构造成的耳塞和半听觉装置，所述耳塞和半听觉装置被插入使用者的耳道中或放置在其上以物理地阻碍声波穿过而进入内耳中。
可压缩的或“下卷”型耳塞通常包括可压缩的有回弹力的主体部分并且可由合适的缓慢恢复泡沫材料制成。耳塞可通过以下步骤插入使用者的耳道中：首先将其在手指之间卷拧以压缩主体部分，然后将主体部分推入耳道中，随后允许主体部分膨胀以填充耳道。
也已考虑到推动配合式耳塞，并且其可包括可压缩的衰减部分和从所述衰减部分延伸的刚性部分。为插入推动配合式耳塞，使用者抓持刚性部分并以适当水平的力将衰减部分推入耳道中。当将耳塞容纳在耳道中时，衰减部分发生压缩。推动配合式耳塞可允许耳塞迅速并容易插入耳道中，并且可通过在插入之前最小化与耳塞的衰减部分的接触而提升卫生程度。
尽管推动配合式耳塞在各种不同应用中表现出所需特征，但其可能比较昂贵并且可能在制造方面构成巨大的挑战。
发明内容
本文描述在消音主体中具有顶端腔的听力保护装置(例如，推动配合式耳塞)和制造所述听力保护装置的方法。
在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞中的顶端腔可提供体积，当耳塞推进到耳道中和/或驻留在耳道中时，消音主体的环绕材料可塌缩到所述体积中。在一个或多个实施例中，此特征可使耳塞的插入更为容易和/或提高舒适度，尤其是对于具有较小耳道的使用者。
除了提供消音主体的材料所占用的体积之外，位于耳塞中的芯的端部还可凹入顶端腔中，这在一个或多个实施例中可降低在消音主体插入耳道中和/或驻留在耳道内时使用者将感觉到芯的端部的可能性。尽管芯的端部凹入顶端腔内，但在一个或多个实施例中其可延伸到顶端腔中以使芯的端部位于顶端腔的底部上方，如本文所述。
在一个或多个实施例中，如本文所述位于耳塞的顶端腔内的芯的端部也具有非平面表面，所述非平面表面也可有助于降低在消音主体推进到耳道中和/或驻留在耳道内时使用者将感觉到芯的端部的可能性。在一个或多个实施例中，芯的端部可具有半球形形状。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，可在消音主体的基部处包括用于限定法兰的法兰腔。法兰可从消音主体悬臂式伸出。由于法兰在仅一个端部处连接到消音主体，因此法兰可在耳塞推进到耳道中和/或驻留在耳道中时向内挠曲。在一个或多个实施例中，法兰的挠曲可改善本文所述的耳塞的插入和/或舒适度。
在第一方面，本文所述的耳塞的一个或多个实施例可包括芯，所述芯包括第一端部、第二端部和主外表面，其中纵向轴线在第一端部和所述第二端部之间延伸；消音主体，所述消音主体附接到芯的主外表面，所述消音主体包括顶端和基部，其中所述消音主体的顶端位于芯的第一端部的近侧并且所述基部比芯的第一端部更靠近芯的第二端部，并且其中所述芯延伸穿过消音主体的至少一部分；和消音主体中的顶端腔。所述顶端腔从消音主体的顶端朝向最靠近消音主体的基部的底部延伸，其中顶端腔包括比芯横截面积更大的顶端腔横截面积，其中所述顶端腔横截面积在位于芯的第一端部处且横交于纵向轴线的第一平面中测量，其中所述芯横截面积在横交于纵向轴线的第二平面中测量，其中所述第二平面在位于顶端腔的底部下方且位于消音主体的基部上方的位置处穿过消音主体。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，顶端腔横截面积是芯横截面积的1.5倍或更多倍。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯的第一端部的至少一部分在顶端腔的底部处暴露。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯的第一端部位于顶端腔的底部上方。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯包括位于顶端腔中的头部，其中芯的第一端部位于头部上，并且其中头部的至少一部分包括比芯横截面积更大的头部横截面积，其中头部横截面积在与纵向轴线正交、位于顶端腔的底部上方且位于芯的第一端部下方的平面中测量。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯包括位于顶端腔中的头部，并且其中头部包括背向顶端腔的底部的非平面上表面。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯包括位于顶端腔中的头部，并且其中头部包括背向顶端腔形状的底部的半球形上表面。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，消音主体包括顶端体积，所述顶端体积被限定为位于顶端和第一平面之间的消音主体的第二材料的体积，并且其中顶端腔包括顶端腔体积，所述顶端腔体积被限定为第一平面与顶端腔开口平面之间的顶端腔的体积，所述顶端腔开口平面被限定为距第一平面最远的平面，所述第一平面横交于纵向轴线并在顶端腔的整个周边周围与消音主体相交，并且进一步地其中顶端腔体积为所述顶端体积的10％或更多。在一个或多个实施例中，顶端腔体积为顶端体积的20％或更多。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，消音主体包括发泡材料，所述发泡材料包括多个气孔，所述多个气孔包括平均孔体积，并且其中顶端腔体积为平均孔体积的20000倍或更多倍。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，消音主体包括法兰腔，所述法兰腔从消音主体的基部朝向消音主体的顶端延伸，其中消音主体包括悬臂式法兰，所述悬臂式法兰在所述法兰腔周围形成并从消音主体的基部朝向消音主体的顶端延伸。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，消音主体被热粘结到芯的主外表面的至少一部分。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，在芯的主外表面与消音主体之间不存在粘合剂。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯由第一材料构造并且消音主体由第二材料构造，其中第一材料与第二材料不同。在一个或多个实施例中，第一材料包括热塑性塑料。在一个或多个实施例中，第二材料包括热固性聚合物。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯包括横截面，所述横截面在顶端腔的底部与芯的第二端部之间的任何位置处是一样的。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，芯包括从第一端部到第二端部延伸穿过芯的通道。
在第二方面，本文所述的耳塞的一个或多个实施例可包括芯，所述芯包括第一端部、第二端部和主外表面，其中纵向轴线在第一端部和第二端部之间延伸；消音主体，所述消音主体附接到芯的主外表面，所述消音主体包括顶端和基部，其中消音主体的顶端位于芯的第一端部的近侧并且基部更靠近芯的第二端部，并且其中芯延伸穿过消音主体的至少一部分；和消音主体中的顶端腔。顶端腔从消音主体的顶端朝向最靠近消音主体的基部的底部延伸，并且其中顶端腔包括为芯横截面积的1.5倍或更多倍的顶端腔横截面积，其中顶端腔横截面积在位于芯的第一端部处且横交于纵向轴线的第一平面中测量，并且其中芯横截面积在横交于纵向轴线的第二平面中测量，其中第二平面在位于顶端腔的底部下方且位于消音主体的基部上方的位置处穿过消音主体。芯包括位于顶端腔中的头部，其中芯的第一端部位于头部上且位于顶端腔的底部的表面上方，并且其中头部的至少一部分包括比芯横截面积更大的头部横截面积，其中头部横截面积在与纵向轴线正交、位于顶端腔的底部上方且位于芯的第一端部下方的平面中测量。芯由第一材料制成并且消音主体由第二材料制成，其中第一材料和第二材料是不同的。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，消音主体包括法兰腔，所述法兰腔从消音主体的基部朝向消音主体的顶端延伸，其中消音主体包括悬臂式法兰，该悬臂式法兰在法兰腔周围形成并从消音主体的基部朝向消音主体的顶端延伸。
在第三方面，制造本文所述的耳塞的方法的一个或多个实施例可包括：用第二材料覆盖包含第一材料的芯的主外表面的至少一部分，所述第二材料包括未活化的发泡剂，其中芯包括第一端部、第二端部和主外表面，其中纵向轴线在第一端部和第二端部之间延伸；使芯的第一端部和第二材料的至少一部分插入模具腔中；以及使模具腔中的未活化的发泡剂活化以在模具腔中形成消音主体，所述消音主体附接到芯的主外表面。消音主体包括：顶端和基部，其中消音主体的顶端位于芯的第一端部的近侧，并且基部比芯的第一端部更靠近芯的第二端部；和消音主体中的顶端腔，其中所述顶端腔从消音主体的顶端朝向最靠近消音主体的基部的底部延伸，并且其中顶端腔包括比芯横截面积更大的顶端腔横截面积，其中顶端腔横截面积在位于芯的第一端部处且横交于纵向轴线的第一平面中测量，其中芯横截面积在横交于纵向轴线的第二平面中测量，其中第二平面在位于顶端腔的底部下方且位于消音主体的基部上方的位置处穿过消音主体。
在一个或多个实施例中，本文所述的方法可包括使芯的第一端部在模具腔中变形。
在一个或多个实施例中，本文所述的方法可包括使凸台延伸到模具腔中，其中所述凸台被定位成当芯的第一端部插入模具腔中时接触芯的第一端部。在一个或多个实施例中，所述方法可包括使用凸台使芯的第一端部变形。
术语表
“模具”是指中空型件，其可给放置在所述中空型件中的部件赋予形状或不赋予形状。
“热粘结”是指如下状态：其中两种材料或表面的分子在处于熔融相时已扩散到另一者的材料或表面内使得形成粘结。化学粘结在热粘结材料或表面之间不存在或者在它们之间不提供主要粘结源。
“热塑性塑料”是指可重复受热和重复成形并且在冷却时将保持其形状的聚合物。
“热固性”是指可被不可逆地固化的聚合物。
“未活化的”在涉及发泡剂时是指发泡剂可被进一步活化以有利于材料中气体或孔的形成。
词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本文所述的实施例。然而，在相同的情况下或其它情况下，其它实施例也可以是优选的。此外，对一个或多个优选实施例的表述并不暗示其他实施例是不可用的，并且不意在将其他实施例从本发明的范围中排除。
在本文和所附权利要求书中使用的单数形式“一个”和“所述”包括多个指代物，除非上下文另有清晰的表示。因此，例如，“一个”或“所述”部件可能包括本领域的技术人员已知的一个或多个部件和它的等价物。此外，术语“和/或”是指所列元素中的一个或所有的所列元素或者任何两个或更多个所列元素的组合。
值得注意的是，术语“包括”及其变型形式在这些术语出现在附图中时并非具有限制的意思。此外，“一个”、“所述”、“至少一个”和“一个或多个”在本文中可以互换使用。
本文中可能使用诸如左、右、向前、向后、顶部、底部、侧面、上、下、水平、垂直等相对性术语，如果是这样，则是从特定的图的立体观察。然而，这些术语只用来简化描述，并且不以任何方式限制本发明的范围。
上述发明内容并不意在描述本文所述耳塞和制造所述耳塞的方法的每一实施例或每种实施方式。相反，根据图式的附图参照例示性实施例的以下描述和权利要求书，本发明的更完整的理解将会显而易见并领会。
附图说明
图1是本文所述包括顶端腔的推动配合式耳塞的一个例示性实施例的透视图。
图2是从包括顶端腔的耳塞端部截取的图1的耳塞的端视图。
图3是图1的且沿图2中的线3-3截取的耳塞的剖视图。
图4-6是本文所述推动配合式耳塞的替代例示性实施例的剖视图。
图7是在制造本文所述的耳塞的方法的一个例示性实施例的中间状态中，包括芯和外层的预成形体的一个例示性实施例的透视图。
图8是本文所述制造过程的一个例示性实施例的示意图。
图9和图10是使用模具来制造本文所述的耳塞的方法的一个例示性实施例的剖视图。
具体实施方式
在以下例示性实施例的说明中，参考形成本文一部分的图式的附图，并且在附图中通过举例说明的方式示出了具体实施例。应当理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例并且可以进行结构改变。
本发明描述了为使用者提供听力保护的耳塞和制造所述耳塞的方法。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞包括被相对柔软外层直接或间接覆盖的相对刚性的芯。外层可形成可插入使用者的耳道中的可压缩的消音主体。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞也包括杆部，所述杆部可包括芯上的相对柔软外层，其中所述杆部用于在例如插入和移除期间握持耳塞。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞可在首先不需要消音主体被压缩或“下卷”的情况下插入耳道中。
本发明还描述制造耳塞的方法的一个或多个实施例。在一个或多个实施例中，所述方法可减小制造本文所述的耳塞的困难和/或降低成本。在一个或多个实施例中，所述方法可包括：以包含未活化的发泡剂的外层覆盖基材(诸如芯)；和使发泡剂活化以使外层的至少一部分膨胀到所需形状。
图1-3示出本文所述推动配合式耳塞100的一个例示性实施例。耳塞100包括细长芯110，该细长芯110由第一材料制成并且具有(分别)第一端部111和第二端部112。耳塞100还包括外层，所述外层是由第二材料制成并且直接或间接粘结到细长芯110的主外表面的至少一部分。在一个或多个实施例中，由第二材料制成的外层可用于形成消音主体120，并且也可用于形成从消音主体120延伸的杆部124的外层125。在一个或多个实施例中，芯110可被描述为延伸穿过消音主体120的至少一部分。
消音主体120被构造用于至少部分地插入使用者的耳道中，以减少声音穿过而进入耳道中。尽管未必需要，但在一个或多个实施例中，杆部124可具有小于消音主体120的直径。在将耳塞100插入耳道中期间，杆部124用作使用者可抓握的柄部。使耳塞100并且具体地消音主体120位于使用者的耳部近侧并将其插入耳道中。消音主体120在被定位时压缩，并且细长芯110提供有利于插入的足够刚度。在使用时，消音主体120基本上定位在耳道内以阻挡声音穿过，并且杆部124从耳道向外延伸以提供用于移除耳塞的柄部。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，诸如图1-3中所示的耳塞110，消音主体120包括顶端121和基部122。消音主体120的顶端121位于芯110的第一端部111的近侧。消音主体120的基部122更靠近芯110的第二端部112。在一个或多个实施例中(诸如图1-3中所示)，芯110可延伸穿过消音主体120的至少一部分。
尽管不需要，但本文所述的耳塞的一个或多个实施例可包括消音主体120，其中消音主体120的基部122比消音主体120的顶端121宽。在本说明中使用的宽度是以横交于纵向轴线11的尺寸来测量，所述纵向轴线11延伸穿过芯110的第一端部111和第二端部112。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，消音主体120可包括法兰125，所述该法兰125从消音主体120的基部122朝向顶端121延伸。法兰125可由形成于消音主体120中的法兰腔126形成，其中法兰腔126具有位于法兰腔126的上端处的底部127。在一个或多个实施例中，消音主体120可被描述为包括法兰腔126，该法兰腔126从消音主体120的基部122朝向消音主体120的顶端121延伸。在一个或多个实施例中，法兰腔126可被描述为开口，该开口向下朝向芯110的第二端部112，或作为另外一种选择远离消音主体120的顶端121。法兰125可被限定为消音主体120的那一部分，所述部分位于被取向为正交于纵向轴线11的平面下方并且与法兰腔126的底部127的至少一部分相交。因此，法兰125本质上从消音主体120悬臂式伸出。由于法兰125在仅一个端部处连接到消音主体120，因此法兰125可在耳塞100推进到耳道中和/或驻留在耳道中时向内挠曲。在一个或多个实施例中，法兰125的所述挠曲可改善耳塞100的插入和/或舒适度。
本文所述的耳塞的消音主体包括顶端腔130，该顶端腔130从消音主体120的顶端121朝向更靠近消音主体120的基部的底部131延伸。在一个或多个实施例中，顶端腔130可提供体积，在耳塞100推进到耳道中和/或驻留在耳道中时，消音主体120的环绕材料可在所述体积中塌缩。
此外，芯110的第一端部111凹入顶端腔130中，在一个或多个实施例中，这可降低在消音主体120插入耳道中和/或驻留在耳道内时使用者将感觉到芯的端部111的可能性。尽管第一端部111凹入顶端腔130内，但芯110的第一端部111可延伸到顶端腔130中以使芯110的第一端部111位于顶端腔130的底部131上方(其中此处所用“上方”是指第一端部111比顶端腔130的底部131更靠近消音主体120的顶端121)。
除了被表征为延伸到顶端腔130中以使第一端部111位于顶端腔的底部131上方之外，在一个或多个实施例中，芯110的第一端部111可被表征为凹入顶端腔130中使得第一端部111位于消音主体120的顶端121下方。例如，在一个或多个实施例中，芯的第一端部111可被描述为位于顶端腔开口平面103的下方。顶端腔开口平面103被限定为位于在顶端腔130的整个周边周围与消音主体120相交(并且横交于纵向轴线11)的第一平面101上方并且距第一平面101最远的平面。在用于连接顶端腔开口平面103时，“上方”是指顶端腔开口平面103比第一平面101距顶端腔130的底部131更远。在一个或多个实施例中，芯110的第一端部11可位于顶端腔开口平面103下方1毫米(mm)或更低处。
在一个或多个实施例中，芯110的第一端部111的全部或一部分可被暴露在顶端腔130内。在一个或多个另选实施例中，芯110的第一端部111可部分地或完全地由用于形成消音主体120的材料层覆盖。
尽管顶端腔130的例示性实施例和芯110的第一端部111被示出为具有圆形形状(例如在图2中所见)，但在一个或多个另选实施例中，用于本文所述耳塞中的顶端腔和/或芯的第一端部也可具有任何合适的形状，例如六边形、五边形、八边形、三角形、方形等。
在本文所述的耳塞的消音主体中的顶端腔可以各种不同方式被表征。参见图3，顶端腔130可被描述为具有在位于芯110的第一端部111处的第一平面101中测量的顶端腔横截面积。第一平面101被取向成横交于纵向轴线11。由于顶端腔130的所示实施例是圆形的，因此其也可被描述为具有图2所示的直径DTC，图2本质上也示出顶端腔130的横截面积，如将在第一平面101中所见。
此外，在第一平面101中所见的顶端腔横截面积可与在第二平面102中所测量的芯横截面积进行比较，所述第二平面102位于顶端腔130的底部131下方和消音主体120的基部122上方。本文所用的“下方”是指第二平面102更靠近消音主体120的基部122和顶端腔130的底部131。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞可被描述为具有顶端腔横截面积，所述顶端腔横截面积是在第一平面101中测量并且大于在第二平面102中测量的芯横截面积。在一个或多个实施例中，顶端腔横截面积可以是芯横截面积的1.5倍或更多倍。在一个或多个另选实施例中，顶端腔横截面积可以是芯横截面积的两(2)倍或更多倍。
在一个或多个实施例中，在位于芯110的第一端部111处的第一平面101中测量的顶端腔横截面积可处于从5mm2到25mm2的范围内，例如大约12mm2。在一个或多个实施例中，在位于顶端腔130的底部131下方和消音主体120的基部122上方的第二平面102中测量的芯横截面积可处于从1mm2到10mm2的范围内，例如大约5mm2。
在一个或多个实施例中，芯110可包括头部114，其中芯110的第一端部111位于头部上。头部114可被描述为在顶端腔中位于顶端腔130的底部131处或上方。在一个或多个实施例中，芯110的头部114可比芯110的位于芯110的头部114与第二端部112之间的部分宽(和在一个或多个实施例中芯110的位于顶端腔130的底部131下方的部分)。在一个或多个实施例中，头部114可由构成芯110并且在形成顶端腔130期间发生变形的第一材料形成。
在一个或多个实施例中，头部114的至少一部分可被描述为具有等于和/或大于芯横截面积的头部横截面积。在图3所示的例示性实施例中，头部114具有比芯横截面积更大的头部横截面积。头部横截面积在正交于纵向轴线11的平面中测量，其中所述平面位于顶端腔130的底部131上方和芯110的第一端部111下方(即，如图3所示平面101下方)。芯横截面积如上所述是在位于顶端腔130的底部131下方和消音主体120的基部122上方的第二平面102中测量。
除了具有凹入顶端腔130内的芯110的第一端部111之外，在一个或多个实施例中，芯110也可具有头部114，该头部114具有非平面上表面，所述非平面上表面也可有助于降低在消音主体120推进到耳道中和/或驻留在耳道内时使用者将感觉到芯110的第一端部111的可能性。头部114的上表面是头部114的背向顶端腔130的底部131的表面。在一个或多个实施例中，芯110的头部114的上表面可具有半球形形状，如在图3中所见的例示性实施例中所示。
可表征本文所述的耳塞的消音主体的一个或多个实施例的另一方式是按体积。如本文所述具有顶端腔的消音主体120的顶端体积可被限定为位于消音主体120的顶端121与第一平面101之间的消音主体120的材料的体积，所述第一平面101如上所述被取向成横交于纵向轴线11并且位于芯110的第一端部111处。消音主体120的顶端腔130也可被描述为具有顶端腔体积，所述顶端腔体积被限定为顶端腔130在第一平面101与顶端腔开口平面103之间的体积。
在一个或多个实施例中，顶端体积可为0.02cm3或更多，或作为另外一种选择为0.04cm3或更多。在一个或多个实施例中，顶端体积可为0.2cm3或更少，或作为另外一种选择为0.1cm3或更少。在一个或多个实施例中，顶端腔体积可为0.005cm3或更多，或作为另外一种选择为0.01cm3或更多。在一个或多个实施例中，顶端腔体积可为0.04cm3或更少，或作为另外一种选择为0.02cm3或更少。
在限定了本文所述耳塞中消音主体的顶端体积和顶端腔体积后，在本文所述消音主体的一个或多个实施例中，顶端腔的顶端腔体积可小于、等于或甚至大于环绕顶端腔的材料的顶端体积。在一个或多个实施例中，顶端腔体积与顶端体积之间的实际关系可被选择成在将耳塞插入耳道中和/或使耳塞驻留在耳道中期间提供有益效果，诸如舒适度提高。在一个或多个实施例中，顶端腔体积可为顶端体积的10％或更多。在一个或多个另选实施例中，顶端腔体积可为顶端体积的20％或更多，或甚至30％或更多。在一个或多个实施例中，顶端腔体积可为顶端体积的90％或更少。在一个或多个另选实施例中，顶端腔体积可为顶端体积的70％或更少、或甚至50％或更少。
用于本文所述的耳塞的一个或多个实施例中的芯可提供上面提供有材料外层的基材，并且在一个或多个实施例中，可有利于将本文所述耳塞插入使用者的耳道中。在图1-3所示的例示性实施例中，芯110由第一材料制成，所述第一材料表现出大于用于形成消音主体120(和在所示实施例中杆部124的外层125)的第二材料的刚性或刚度，然而又足够柔软以对于使用者来讲是舒适的和安全的。在一个或多个实施例中，芯110的第一材料可不同于用于形成消音主体120和杆部124的外层125的材料。在一个或多个另选实施例中，芯110的第一材料可为化学上相同的材料，但可在第一材料与第二材料之间产生不同刚度(例如因密度、硬度等)的方式而被形成或提供。
在一个或多个实施例中，在杆部124中包括比用于形成杆部124的外层125的材料更具刚性的芯110可使杆部124具有足够的刚性，以使本文所述的耳塞可通过以适当的力将消音主体120推入耳道中而被定位以至少部分地用于使用者的耳中。即，足够刚性的杆部124可由芯110和用于形成消音主体120的材料的外层125提供，以使耳塞100可在不需要首先压缩消音主体120或使其“下卷”的情况下被定位以至少部分地用于使用者的耳中。在不需要首先压缩消音主体120或使其“下卷”的情况下直接插入可例如通过在放置于耳中之前限制与消音主体120的接触来提升卫生度。在一个或多个实施例中，芯110也可表现出适当水平的柔韧性，以使其可轻微变形从而在定位以供使用时适形于耳道的轮廓。
在一个或多个实施例中，细长芯110可由一种或多种材料制成，所述一种或多种材料可适当地粘结到用于形成消音主体120和在所示实施例中杆部124的外层125的材料，并且换句话讲与材料相容。在一个或多个实施例中，芯110可由聚丙烯和苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)的共混物制成，诸如得自马萨诸塞州卢嫩堡市(Lunenburg,Massachusetts)的S&E特种聚合物有限公司(S&E Specialty Polymers,LLC.)的TUFPRENE。其他可能合适的材料包括得自埃克森美孚公司(Exxon Mobile Corporation)的SANTOPRENE 101-90和以下其它材料，所述材料表现出适当刚度使得耳塞100的衰减主体120可容易插入使用者的耳道中。
在一个或多个实施例中，细长芯110可由具有指定硬度的一种或多种材料制成。在各种例示性实施例中，至少一部分芯110的硬度介于50肖氏硬度A与100肖氏硬度A之间或介于70肖氏硬度A与90肖氏硬度A之间、或为约80肖氏硬度A。所需硬度可取决于细长芯110的尺寸使得细长芯110表现出所需刚度。
在一个或多个例示性实施例中，芯110具有圆形横截面，所述圆形横截面的大小在第一端部111与第二端部112之间的任何位置处基本上一样，以使细长芯110表现出大致圆柱体形状。圆形横截面可最小化可引起使用者的耳的接触部分不适的边缘。在一个或多个另选实施例中，用于本文所述耳塞中的细长芯可具有五边形、六边形、八边形、三角形、方形或其它合适的横截面，并且/或者可具有沿着耳塞100的长度变化的横截面大小。在一个或多个实施例中，用于本文所述耳塞中的芯的主外表面可具有带凸边的、带沟槽的或其它纹理化的表面。此种表面可提高其它材料粘结到芯的能力。在一个或多个另选实施例中，可在芯的外表面与用于形成本文所述耳塞中的消音主体的材料之间提供一个或多个中间层。尽管芯110的例示性实施例仅包含单一材料，但用于本文所述耳塞中的芯的一个或多个另选实施例可包括多个层(其可能为同心的或不同心的)。例如，一个或多个层可用于提供所需刚度，并且一个或多个层可用于促进与外层的稳固粘结，或提供一个或多个其它所需特征。
在图1-3中所示的例示性实施例中所见的消音主体120的具体形状仅仅是本文所述的耳塞的可能合适的形状的一个例子。在图4-6中示出了可用于本文所述的耳塞的无数个替代形状中的仅一些替代形状的例子。相对于图4中所示的耳塞200，消音主体120可被描述为具有弹头形状，并且也包括位于消音主体220的顶端221处的顶端腔230，其中芯210的第一端部211凹入顶端腔230内。
结合耳塞200而示出的另一变型是芯210包括通道213，该通道213在第一端部211与第二端部212之间延伸穿过芯210(其中图1-3中所示耳塞100的芯110是实心的)。本文所述的包括穿过耳塞的通道的耳塞可被制造成使接收器或通信系统的部件可附接到耳塞。另选地或除此之外，通道(诸如，例如通道213)可容纳一种或多种滤波器或其它无源听力元件以提供具有所需形状的衰减曲线。例如，定位在通道213中的滤波器可引起由爆炸、炮击等产生的高电平脉冲的非线性衰减。在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中提供的通道也可提供凹槽，绳索可附接到该凹槽从而可接合第一耳塞和第二耳塞，或者头带的端部可在半听觉听力保护器中附接到凹槽。
图5示出了耳塞300的另一例示性实施例。耳塞300包括消音主体320，该消音主体320具有其中提供有顶端腔330的顶端321。基部322位于消音主体320的顶端321的对面。耳塞300还包括延伸穿过消音主体320的芯310。
在图6中示出了本文所述的耳塞的另一个例示性实施例，其中耳塞400包括具有顶端421和基部422的消音主体420。顶端腔430在消音主体420中形成。耳塞400还包括芯410，该芯410包括通道413。
在一个或多个实施例中，用于形成本文所述的耳塞的消音主体的第二材料可由多孔材料形成，所述多孔材料包括多个孔，所述多个孔被形成或包含在构成消音主体(和在一个或多个实施例中本文所述的耳塞的杆部的外层)的材料内。这些孔包含气体(诸如，例如空气)，并且可通过任何合适的工艺(本文中描述了其中一些例子)来形成。参见图6，所述孔中的一个通过参考编号426来识别。
在一个或多个实施例中，形成于本文所述的耳塞的消音主体中的气孔可具有平均孔体积，所述平均孔体积可与本文参照图3所述的顶端腔体积有关。在一个或多个实施例中，顶端腔体积可被描述为平均孔体积的20,000倍或更多倍。在一个或多个另选实施例中，顶端腔体积可被描述为平均孔体积的45,000倍或更多倍。
用于形成消音主体和在一个或多个实施例中本文所述的耳塞的杆部的外层的第二材料可为柔软并且柔韧的泡沫、橡胶、聚合物或其它可舒适地定位在使用者的耳道中的合适材料。在一个或多个例示性实施例中，第二材料可为SEBS，诸如得自美国罗德岛州波塔基特市的特诺尔爱佩斯公司(Teknor Apex of Pawtucket,Rhode Island)的MONPRENEMP1900。其它合适的材料包括增塑聚氯乙烯、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶、天然橡胶、其它热塑性塑料、热固性聚合物、和本领域中已知的可被配制成表现出适当硬度范围的其它合适的材料。
在一个或多个实施例中，用于构造芯和消音主体的材料可被选择成使得芯与用于消音主体的材料之间的(直接或间接)主要粘结源是热粘结。在一个或多个实施例中，不需要额外的粘合剂即可将芯粘结到消音主体，因此在芯与消音主体之间不存在粘合剂。尽管本文所述的耳塞的消音主体可被描述为由第二材料构造而成，但在一个或多个实施例中，消音主体可由具有相同或不同材料的多个层(其可例如以同心方式布置)构造而成。例如，第一层可用于提供所需用于接触使用者的耳道的特征，并且第二层可用于促进与芯的稳固粘结，同时一个或多个额外的层可用于提供其它所需特征。
用于本文所述的耳塞的消音主体中的第二材料可被选择成控制消音主体的外表面的脆碎度，使得所述外表面可在使用期间不容易被打碎或破裂。可通过选择具有适当分子量的材料来部分地控制耳塞的脆碎度，其中较高分子量通常导致较不易碎的耳塞。在示例性实施例中，外层142包括分子量介于100,000道尔顿与200,000道尔顿之间的SEBS，所述分子量诸如根据ASTM D6474-99通过本领域中已知的凝胶渗透色谱分析法来测量。
在一个或多个实施例中，可在制造期间控制像用于本文所述耳塞中一样用于消音主体中的第二材料的外层的密度以根据需要来提供指定密度从而用于特定应用。在一个或多个实施例中，第二材料可表现出根据厚度而变化的密度，例如使得用于消音主体中的第二材料具有比位于更靠近芯的第二材料更为致密的整体外层皮肤。此类皮肤可存在于消音主体和杆部(其中杆部例如包括用于消音主体中的第二材料层)中的一者或两者上。另选地，用于构造消音主体和/或杆部的外层的第二材料可具有基本上一样的密度。
在杆部包括用于消音主体中的第二材料层并且不管在消音主体和/或杆部的外层内是否存在整体外层皮肤或变化的密度的一个或多个实施例中，消音主体的第二材料可具有第一平均密度ρ1，并且杆部的外层中的第二材料可具有第二平均密度ρ2。第一平均密度ρ1和第二平均密度ρ2可通过对在消音主体或杆部外层的每个位置处的密度进行平均来求得。不受理论的约束，据信平均密度提供消音主体或杆部外层在经受外力时压缩或以其它方式适形的能力的指示。在一个或多个实施例中，消音主体的第一平均密度ρ1可被选择成使得消音主体可在提供所需消音水平的同时通过适形于使用者的耳道来提供舒适配合。在各种例示性实施例中，例如包含发泡SEBS的消音主体的第二材料的第一平均密度ρ1是介于100kg/m3与180kg/m3之间、或介于110kg/m3与160kg/m3之间、或可为约125kg/m3。杆部外层中的第二材料的第二平均密度ρ2可大于第一平均密度ρ1，并且在各种例示性实施例中介于200kg/m3与300kg/m3,之间、介于225kg/m3与275kg/m3之间，或可为约250kg/m3。因此，在各种例示性实施例中，外层120的杆部124的第二平均密度ρ2比消音主体的第二材料的第一平均密度ρ1大1.2倍、1.5倍、2倍或更多倍。
可在多个步骤过程中形成本文所述的耳塞的一个或多个实施例。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞可在以下过程中形成：所述过程涉及其中芯被第二材料的外层覆盖(直接或间接)以形成预成形听力保护装置的中间状态，所述预成形听力保护装置可被称为预成形体但仍不包括消音主体。在图7中示出了预成形体的一个例示性实施例。预成形体140包括位于芯110上的外层142。在一个或多个实施例中，预成形体140的外层142包括未活化的发泡剂。在一个或多个实施例中，未活化的发泡剂包括可膨胀球体发泡剂，其包括热塑性球体，所述热塑性球体例如包括壳体，所述壳体封装在暴露于热或其它活化源时发生膨胀的碳氢化合物或其它合适的气体。热塑性壳体的膨胀导致外层142的材料的体积增大和密度减小。未活化的发泡剂也可为化学发泡剂，所述化学发泡剂包括可膨胀材料，所述可膨胀材料为自含的或换句话讲未包含在可膨胀球体内。此类发泡剂的活化引起可膨胀材料膨胀，从而在外层的材料中创建空隙或间隙。
在一个或多个实施例中，预成形体140的外层142包括未活化的可膨胀球体发泡剂和未活化的化学发泡剂。可控制存在于外层142中的一种或多种发泡剂的活化和外层142的相关联膨胀以提供耳塞，所述耳塞具有表现出所需形状、密度、硬度和其它所需特征的消音主体和杆部的外层。可膨胀球体发泡剂和化学发泡剂两者的存在可有助于提供足够的结构和膨胀，使得外层可在活化期间适当地形成，同时降低了如果仅使用可膨胀球体发泡剂则将得到的外层的硬度水平。由化学发泡剂生成的一些或全部气体可在活化期间逸出，使得一些或全部气体在活化之后不存在于外层中。一些或全部可膨胀球体发泡剂可保持在最终耳塞的外层中，使得最终耳塞可包括热塑性球体。在一个或多个例示性实施例中，用于形成消音主体和本文所述的耳塞的杆部的外层的外层142中的材料可包括介于1％与5％之间的重量，并且在成型为消音主体和杆部的外层之后可包括大约3％重量的发泡剂或发泡剂的残留物。
在图7所示的中间状态中，预成形体140可具有与将由预成形体140形成的耳塞的所需长度大体相等的长度。在一个或多个另选实施例中，预成形体140可具有足够用于后续形成两个或更多个耳塞的延伸长度。具有延伸长度的预成形体140可有利于后续加工和发泡剂的活化的处理。在一个或多个实施例中，将预成形体140切割成延伸长度，所述延伸长度可随后被切割并活化以产生所需量的耳塞。延伸的预成形体140可被卷曲或以其它方式成形以易于运输或搬运。
制造个人保护设备(诸如本文所述的耳塞)的方法可包括：以外层来覆盖芯，和将热施加到外层的至少一部分以使外层的至少一部分膨胀从而形成消音主体和在一个或多个实施例中形成杆部的外层。在一个或多个实施例中，外层的膨胀可由于存在于外层的材料中的发泡剂的活化而发生，并且可通过在膨胀之前将外层的至少一部分定位在模具中来控制。当外层膨胀时，外层的部分受到模具的形状的限制、或与热隔离以限制发泡剂的活化。
在图8中示出了制造本文所述的耳塞的方法的一个例示性实施例的示意图。在所示方法中，通过第一模具150挤出第一材料并且将第一材料拉伸到适当直径来形成延伸的芯110。如上所述，芯可为实心的或可包括延伸穿过全部或一部分芯110的纵向通道，并且可包括具有不同特征的一个或多个同心层。可冷却第一材料，使得其在制造过程的后续步骤中保持稳定。温度变化的大小可取决于所用材料和最终产品的所需特征。在一个或多个实施例中，根据需要来冷却细长芯110，使得其表现出在由第二模具152覆盖之前的点处的温度，所述温度低于用于外层142的第二材料的活化温度或固化温度。在由外层142的第二材料覆盖之前，细长芯110具有延伸长度并且仍未被切割成用于耳塞的所需长度。
在图8所示的实施例中，通过第二模具152用包含第二材料的外层142来直接或间接覆盖细长芯110。第二模具152可为本领域已知的共挤出模具或其它合适的模具。在一个或多个实施例中，第二材料包括热塑性塑料和一种或多种未活化的发泡剂。将外层142施加到细长芯110，同时保持在低于未活化的发泡剂的活化温度的温度下。在一个或多个实施例中，第二材料包括SEBS和发泡剂，所述发泡剂的活化温度介于100℃与205℃之间、介于120℃与190℃之间、或者为约170℃。其它合适的材料可包括增塑聚氯乙烯、乙烯丙烯二烯单体(EPDM)橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁基橡胶、天然橡胶、其它热塑性塑料、热固性聚合物、和本领域已知的其它合适的材料。在外层142包含具有橡胶或热固性聚合物的第二材料的实施例中，可在低于橡胶或热固性聚合物的硬化或固化温度的温度下来施加外层142。在此类实施例中，外层142可包含未活化的发泡剂和未固化的或部分固化的橡胶或热固性聚合物，所述橡胶或热固性聚合物可随后分别利用加热或其它合适的活化或固化工艺来活化和固化。
外层142中的发泡剂在初始施加到细长芯110时的重量百分比可基于所用热塑性塑料或其它材料的类型和本文所述的耳塞的消音主体的所需最终形状、密度、硬度或其它特征来选择。在一个或多个实施例中，外层142具有百分比为介于90％与99.5％之间的SEBS和介于10％与0.5％之间的适当未活化的发泡剂的初始组合物，或者具有百分比为大约93％SEBS与7％未活化的可膨胀球体发泡剂的初始组合物，诸如均得自瑞典松兹瓦尔的依卡化学品公司(Eka Chemicals AB of Sundsvall,Sweden)的EXPANCEL 930 DU 120、EXPANCEL 920 DU 120。在一个或多个另选实施例中，外层142具有包含未活化的化学发泡剂的初始组合物，诸如得自纽约州纽约的比德尔索耶公司(Biddle Sawyer Corp.of NewYork,New York)的氧代苯甲磺酰肼(OBSH)。化学发泡剂(诸如OBSH发泡剂)的存在可产生消音主体，所述消音主体具有低于由外层形成的消音主体的硬度值，所述外层包含作为唯一发泡剂的可膨胀球体发泡剂，诸如EXPANCEL。在一个或多个实施例中，外层142包含未活化的可膨胀球体发泡剂和未活化的化学发泡剂。可膨胀球体发泡剂和化学发泡剂两者的存在可有助于提供足够的结构，使得可适当地形成外层并且可不仅仅存在化学发泡剂，同时降低了如果仅使用可膨胀球体发泡剂将以其它方式得到的外层的硬度。因此，化学发泡剂和可膨胀球体发泡剂的组合可产生具有适用于所需应用(例如，用于插入耳道中)的硬度水平的外层。在一个或多个实施例中，在最初施加时外层142可包含介于约0.5％重量和3％重量之间的未活化的化学发泡剂、或大约2％重量的未活化的化学发泡剂、和介于约0.5％重量和9.5％重量之间的未活化的可膨胀球体发泡剂、或大约2％重量的未活化的可膨胀球体发泡剂。外层142也可包括其它合适的发泡剂、或EXPANCEL发泡剂、OBSH发泡剂和其它合适的发泡剂的各种组合。如本领域已知，外层142还可包括颜料以赋予所需颜色、抗氧化剂、紫外线稳定剂、和有助于挤出和脱模的油或蜡。
在一个或多个实施例中，外层142在覆盖在芯110上方时处于熔融状态。因此，据信外层142和芯110的分子或一个或多个中间层的分子扩散到彼此的材料或表面内并且形成热粘结。当材料或表面冷却并凝固时，外层142直接或间接热粘结到芯110。在一个或多个实施例中，显著的化学粘结是不存在的，从而使得芯110与外层142之间的主要粘结源是热粘结。在一个或多个另选实施例中，外层142在覆盖在芯110上方时接触芯110或者一个或多个中间层，但在外层142与芯110或者一个或多个中间层之间未形成显著粘结。在外层142活化和/或固化时，可在外层142与芯110之间直接或间接形成热粘结。
在一个或多个实施例中，作为另外一种选择或除第二模具250之外，可通过本领域中已知的层合、模塑、喷涂、浸渍或其它合适的工艺，用外层142或一个或多个中间层来覆盖芯110。此类步骤可在将芯110切割成所需长度之前或之后进行。不考虑所用的工艺，应将外层142的温度保持低于一种或多种发泡剂的活化温度，使得所述一种或多种发泡剂在覆盖工艺期间保持未活化。在外层142包含未固化的或部分地固化的材料诸如EPDM橡胶或热固性聚合物的情况下，外层142的温度应保持低于材料的固化温度。
在一个或多个实施例中，用切割器154将外层142覆盖的芯110切割成所需耳塞的长度。所得为具有芯110和外层142的预成形体140，其中外层142包含未活化的发泡剂，该未活化的发泡剂可在随后被活化以形成耳塞，该耳塞具有由预成形体140的外层142形成的消音主体和杆部的外层(参见例如图1-3所示的耳塞100的消音主体120和杆部124)。
切割器154可将预成形体140切割成本文所述的耳塞的所需长度、或足够用于后续形成两个或更多个耳塞的延伸长度。在一个或多个实施例中，将预成形体140切割成延伸长度，该延伸长度可在随后被切割并活化(或反之亦然)以产生所需量的耳塞。可使延伸的预成形体140卷曲或换句话讲成形以易于搬运或运输。
在一个或多个实施例中，存在于外层142中的未活化的发泡剂包括封装碳氢化合物或其它可膨胀材料的热塑性球体。应用适当的热量可引起热塑性壳体和碳氢化合物膨胀。在一个或多个另选实施例中，发泡剂包括以下中的仅一种或其组合：可膨胀球体发泡剂、可膨胀材料，所述可膨胀材料为自含的或不以其它形式封装的并且当暴露于热或其他活化源时产生气体。如果是无限制的，则一种或多种发泡剂的活化将在外层142中产生孔，最终外层142的体积增加并且其密度降低。外层142的膨胀可由以下来控制：外层142的厚度和组成；选择性地施加热量、催化剂或其它活化源；和/或在活化发泡剂时将预成形体140的至少一部分放置在模具中以限制外层142的膨胀。
在图9和图10中示出了可用于制造本文所述的耳塞的一个或多个实施例的模具组件的一个例示性实施例。模具组件包括杆部170和消音主体部180。杆部170和消音主体部180分别包括杆腔171和消音主体腔182。杆腔171和消音主体腔182用于控制预成形体的外层的膨胀，在一个或多个实施例中所述预成形体包括芯110和外层142。杆腔171为接收预成形体的一部分的杆部的形式。在一个或多个实施例中，用于模具组件(诸如图9和图10所示的模具组件的例示性实施例)中的预成形体可在放置在模具组件中之前被切割成所需耳塞的长度。
对位于模具组件中的预成形体施加热，以使外层142的温度至少升高到存在于外层142中的发泡剂的活化温度并且引起外层142膨胀，如图10所示。在一个或多个实施例中，可在预成形体的外层142与杆腔171的内表面之间存在间隙176。在施加热或其它活化源时，外层142的一部分发生膨胀以填充间隙176并且基本上适形于杆腔171的形状。在一个或多个实施例中，定位在杆腔171中的耳塞的杆部可有效地与热隔离，使得发泡剂的活化受到限制。作为另外一种选择或除此之外，杆腔171约束外层142，并且基本上抑制因原本会在杆腔170中的芯110的部分上形成更大体积和更小密度的外层的发泡剂的活化而引起的膨胀。由于模具的约束和/或发泡剂的有限活化，耳塞的杆部(参见例如图1-3中所示的耳塞100中的杆部124)可具有比同一耳塞的消音主体部的平均密度和/或硬度更大的平均密度和/或硬度。
本文所述的例示性模具组件包括消音主体腔182，该消音主体腔182用于提供本文所述的耳塞的消音主体的形状。当预成形体的一部分初始被放置在消音主体腔182中时，预成形体在消音主体腔182中的部分不会占用腔182的全部。当对外层142中的材料进行加热时，可使所述材料软化并且使外层142的发泡剂活化，从而导致外层的材料膨胀以填充消音主体腔182。在一个或多个实施例中，外层142位于杆腔171中的部分的某些材料可流入消音主体腔182中。在一个或多个实施例中，模具组件可包括一个或多个小的气体出口，以允许多余气体逸出并同时防止任何熔融材料在外层142中的材料膨胀时通过。
在一个或多个实施例中，模具组件可被取向成使得杆腔171被定位在消音主体腔182的上方。在这种取向下，在膨胀过程中材料从杆腔171向消音主体腔182中的任何流动可得到增强。在一个或多个实施例中，此种取向可有利于使用模具组件在所形成耳塞的消音主体上形成整体皮肤，因为在发泡剂的活化期间形成的孔或气体可趋于向上移动并远离消音主体腔182的下表面。
除了形成本文所述的耳塞的消音主体的外部形状之外，消音主体腔182也包括凸台184，该凸台184向上朝向消音主体腔182的开口延伸，即，朝向模具组件的杆腔171延伸。凸台184可被描述为从腔182的底部181向上延伸。在一个或多个实施例中，凸台184用于形成本文所述的耳塞的消音主体中的顶端腔。在一个或多个实施例中，凸台184可包括凹陷部185，该凹陷部185被定位成接收预成形体的芯110的端部111，并且在一个或多个实施例中作为制造本文所述的耳塞的工艺的一部分使端部111变形。在一个或多个实施例中，芯110的端部111的变形可形成头部114，如本文所述。在一个或多个实施例中，可通过施加热和/或通过凸台184的凹陷部185的压力而引起芯110的端部111的变形。
在外层142膨胀使得材料占用杆腔171和消音主体腔182的全部之后，可冷却如此形成的耳塞并从模具组件中脱出。如此形成的耳塞包括具有消音主体腔182形状的消音主体120和具有杆腔171形状的杆部124。由于杆腔171的约束和/或杆腔171区域中发泡剂的有限活化，杆部124的外层(由预成形体的外层142形成)中的材料可具有大于用于形成消音主体120的材料的平均密度和/或硬度。
在本文所述的耳塞的一个或多个实施例中，耳塞可由预成形体形成，该预成形体具有沿着纵向轴线的并且介于大约15mm与40mm之间(例如约25.5mm)的总长度。在一个或多个实施例中，预成形体的外层142可具有介于大约2.5mm与7.5mm之间(例如约5.5mm)的外径。在预成形体的一个或多个实施例中，芯可具有介于大约1.5mm与3.5mm之间(例如约2.5mm)的外径。在芯具有穿过其而形成的通道的那些实施例中，所述通道可具有介于大约1.0mm与2.0mm之间(例如大约1.5mm)的直径。
在本文所述的预成形体的外层142被活化之后，如此制成的耳塞可具有介于大约15mm与40mm之间(例如大约25.5mm)的总长度L，该总长度L是沿着消音主体120的顶端与杆部124的相对端之间的纵向轴线测量。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞的消音主体120可在其最宽点处具有介于大约8mm与16mm之间(例如大约12.5mm)的外径(横交于耳塞的纵向轴线测量)。在一个或多个实施例中，杆部124可具有介于大约3mm与10mm之间(例如大约6.5mm)的直径(横交于耳塞的纵向轴线测量)。在一个或多个实施例中，芯可具有介于大约1.5mm与3.5mm之间(例如大约2.5mm)的外径(横交于耳塞的纵向轴线并且在顶端腔的底部下方测量)。如果在芯中提供的话，则通道可具有介于大约1.0mm与2.0mm之间(例如大约1.5mm)的直径(横交于耳塞的纵向轴线测量)。用于制造本文所述的耳塞的预成形体和耳塞自身的尺寸可基于用于形成消音主体和/或芯的材料而变化。
本文所述的耳塞可通过本文所述的方法中的一种或多种而制成。在一个或多个另选实施例中，本文所述的耳塞也可根据本文所述的方法的变型和其它方法制成。例如，本文所述的耳塞可通过以下方法制成：在发泡剂活化时用外层覆盖相对刚性的细长芯，或者用先前已发泡的外层覆盖相对刚性的细长芯。随后可切割并压缩发泡的外层、使其致密化或换句话讲使其成形，以形成具有杆部的外层和其内具有顶端腔的消音主体。
尽管本文所述的耳塞的例示性实施例包括由也用于杆部的至少外层并与所述至少外层一体成型的材料制成的消音主体，但本文所述的耳塞的一个或多个另选实施例可由任何合适的技术制成。在一个或多个另选实施例中，本文所述的耳塞可被制造成多个块，所述多个块然后被组装和/或彼此附接以形成完整的耳塞。例如，消音主体和杆部可单独构造，然后组装在一起并由任何合适的技术或多种附接方式的组合来进行附接，所述附接方式包括例如焊接(超声焊接、热焊接、化学焊接等)、粘合剂、过盈配合、机械连接(螺纹连接、机械紧固件等)。
在2012年7月12日申报且名称为制造耳塞的方法(Method of Making anEarplug)的美国专利申请第13/547,189号描述了制造个人保护设备诸如推动配合式耳塞的方法和这些方法中使用的材料，所述方法可部分地使用和/或在进行一些修改的情况下使用以制造本文所述的耳塞。
在一个或多个实施例中，耳塞和制造本文所述的耳塞的方法可提供一种或多种有益效果。在一个或多个实施例中，本文所述的耳塞可舒适地定位在使用者的耳道中以提供所需水平的听力保护，并且耳塞中刚性细长芯的存在可提升卫生水平和/或通过在插入之前不需要使消音主体下卷而减少插入时间。在一个或多个实施例中，顶端腔的存在允许围绕顶端腔的消音主体的一个或多个部分在插入时向内塌缩，因此可增强本文所述的耳塞适形于使用者的耳道的能力。
论述了耳塞和制造本文所述的耳塞的方法的例示性实施例，并且已参照某些可能的变型。在不脱离本发明范围的前提下，对于本领域内的技术人员来说，本发明中以上和其它变型和修改将显而易见，并且应当理解，本发明并不限于本文所述的例示性实施例。因此，本发明不限于上述实施例，但应受以下权利要求书和其任何等效形式中所述的限制的控制。本发明也可在不存在本文视需要未具体公开的任何元件的情况下以合适的方式实践。
本文所引用的所有专利和专利申请均以引用方式并入本文献中。当本文献与任何此并入的文献的公开内容存在冲突或差异时，应以本文献为准。

Claims (23)

1.一种耳塞，包括：
实心芯，所述实心芯包括第一端部、第二端部和主外表面，其中纵向轴线在所述第一端部与所述第二端部之间延伸；
消音主体，所述消音主体附接到所述实心芯的所述主外表面，所述消音主体包括顶端和基部，其中所述消音主体的所述顶端位于所述实心芯的所述第一端部的近侧并且所述基部比所述实心芯的所述第一端部更靠近所述实心芯的所述第二端部，并且其中所述实心芯延伸穿过所述消音主体的至少一部分且完全填充所述消音主体的所述至少一部分；和
在所述消音主体中的顶端腔，其中所述顶端腔从所述消音主体的所述顶端朝向所述顶端腔的最靠近所述消音主体的所述基部的底部延伸，并且其中所述顶端腔包括比实心芯横截面积更大的顶端腔横截面积，其中所述顶端腔横截面积在位于所述实心芯的所述第一端部处且横交于所述纵向轴线的第一平面中测量，其中所述实心芯横截面积在横交于所述纵向轴线的第二平面中测量，其中所述第二平面在位于所述顶端腔的所述底部下方且位于所述消音主体的所述基部上方的位置处穿过所述消音主体。
2.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述顶端腔横截面积是所述实心芯横截面积的1.5倍或更多倍。
3.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯的所述第一端部的至少一部分在所述顶端腔的所述底部处暴露。
4.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯的所述第一端部位于所述顶端腔的所述底部上方。
5.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯包括位于所述顶端腔中的头部，其中所述实心芯的所述第一端部位于所述头部上，并且其中所述头部的至少一部分包括比所述实心芯横截面积大的头部横截面积，其中所述头部横截面积在与所述纵向轴线正交、位于所述顶端腔的所述底部上方且位于所述实心芯的所述第一端部下方的平面中测量。
6.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯包括位于所述顶端腔中的头部，并且其中所述头部包括背向所述顶端腔的所述底部的非平面的上表面。
7.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯包括位于所述顶端腔中的头部，并且其中所述头部包括背向所述顶端腔的所述底部的半球形上表面。
8.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述消音主体包括顶端体积，所述顶端体积被限定为位于所述顶端与所述第一平面之间的所述消音主体的第二材料的体积，并且其中所述顶端腔包括顶端腔体积，所述顶端腔体积被限定为所述第一平面与顶端腔开口平面之间的所述顶端腔的体积，所述顶端腔开口平面被限定为是在所述第一平面上方与所述消音主体相交并且距所述第一平面最远的平面，所述第一平面横交于所述纵向轴线并在所述顶端腔的整个周边周围与所述消音主体相交，并且进一步地其中所述顶端腔体积为所述顶端体积的10％或更多。
9.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述顶端腔体积为所述顶端体积的20％或更多。
10.根据权利要求8所述的耳塞，其中所述消音主体包括发泡材料，所述发泡材料包括多个气孔，所述多个气孔包括平均孔体积，并且其中所述顶端腔体积是所述平均孔体积的20000倍或更多倍。
11.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述消音主体包括法兰腔，所述法兰腔从所述消音主体的所述基部朝向所述消音主体的所述顶端延伸，其中所述消音主体包括悬臂式法兰，所述悬臂式法兰被形成在所述法兰腔周围并从所述消音主体的所述基部朝向所述消音主体的所述顶端延伸。
12.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述消音主体被热粘结到所述实心芯的所述主外表面的至少一部分。
13.根据权利要求1所述的耳塞，其中在所述实心芯的所述主外表面与所述消音主体之间不存在粘合剂。
14.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯由第一材料构造并且所述消音主体由第二材料构造，其中所述第一材料与所述第二材料不同。
15.根据权利要求14所述的耳塞，其中所述第一材料包括热塑性塑料。
16.根据权利要求14所述的耳塞，其中所述第二材料包括热固性聚合物。
17.根据权利要求1所述的耳塞，其中所述实心芯包括横截面，所述横截面在所述顶端腔的所述底部与所述实心芯的所述第二端部之间的任何位置处是一样的。
18.一种耳塞，包括：
实心芯，所述实心芯包括第一端部、第二端部和主外表面，其中纵向轴线在所述第一端部与所述第二端部之间延伸；
消音主体，所述消音主体附接到所述实心芯的所述主外表面，所述消音主体包括顶端和基部，其中所述消音主体的所述顶端位于所述实心芯的所述第一端部的近侧并且所述基部更靠近所述实心芯的所述第二端部，并且其中所述实心芯延伸穿过所述消音主体的至少一部分且完全填充所述消音主体的所述至少一部分；和
所述消音主体中的顶端腔，其中所述顶端腔从所述消音主体的所述顶端朝向所述顶端腔的最靠近所述消音主体的所述基部的底部延伸，并且其中所述顶端腔包括为实心芯横截面积的1.5倍或更多倍的顶端腔横截面积，其中所述顶端腔横截面积在位于所述实心芯的所述第一端部处且横交于所述纵向轴线的第一平面中测量，并且其中所述实心芯横截面积在横交于所述纵向轴线的第二平面中测量，其中所述第二平面在位于所述顶端腔的所述底部下方且位于所述消音主体的所述基部上方的位置处穿过所述消音主体；
其中所述实心芯包括位于所述顶端腔中的头部，其中所述实心芯的所述第一端部位于所述头部上且位于所述顶端腔的所述底部的表面上方，并且其中所述头部的至少一部分包括比所述实心芯横截面积更大的头部横截面积，其中所述头部横截面积在与所述纵向轴线正交、位于所述顶端腔的所述底部上方且位于所述实心芯的所述第一端部下方的平面中测量；
其中所述实心芯由第一材料制成并且所述消音主体由第二材料制成，其中所述第一材料与所述第二材料是不同的。
19.根据权利要求18所述的耳塞，其中所述消音主体包括法兰腔，所述法兰腔从所述消音主体的所述基部朝向所述消音主体的所述顶端延伸，其中所述消音主体包括悬臂式法兰，所述悬臂式法兰被形成在所述法兰腔周围并从所述消音主体的所述基部朝向所述消音主体的所述顶端延伸。
20.一种制作耳塞的方法，所述方法包括：
用第二材料覆盖包含第一材料的实心芯的主外表面的至少一部分，所述第二材料包括未活化的发泡剂，其中所述实心芯包括第一端部、第二端部和主外表面，其中纵向轴线在所述第一端部与所述第二端部之间延伸；
将所述实心芯的所述第一端部和所述第二材料的至少一部分插入模具腔中；以及
使所述模具腔中的未活化发泡剂活化以在所述模具腔中形成消音主体，所述消音主体附接到所述实心芯的所述主外表面，其中所述消音主体包括：
顶端和基部，其中所述消音主体的所述顶端位于所述实心芯的所述第一端部的近侧，并且所述基部比所述实心芯的所述第一端部更靠近所述实心芯的所述第二端部；和
所述消音主体中的顶端腔，其中所述顶端腔从所述消音主体的所述顶端朝向所述顶端腔的最靠近所述消音主体的所述基部的底部延伸，并且其中所述顶端腔包括比实心芯横截面积更大的顶端腔横截面积，其中所述顶端腔横截面积在位于所述实心芯的所述第一端部处且横交于所述纵向轴线的第一平面中测量，其中所述实心芯横截面积在横交于所述纵向轴线的第二平面中测量，其中所述第二平面在位于所述顶端腔的所述底部下方且位于所述消音主体的所述基部上方的位置处穿过所述消音主体。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述方法还包括使所述实心芯的所述第一端部在所述模具腔中变形。
22.根据权利要求20所述的方法，其中凸台延伸到所述模具腔中，其中所述凸台被定位成在所述实心芯的所述第一端部插入所述模具腔中时接触所述实心芯的所述第一端部。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述方法还包括使用所述凸台使所述实心芯的所述第一端部变形。
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